книги из ГПНТБ / Королев Н.И. Эксплуатация судовых дизелей

Т а б л и ц а 20

Величины геометрических углов опережения, град.

Равномерная подача топлива по отдельным цилиндрам опреде­ ляется работой не только топливного насоса, но н форсунки. Рав­ номерное распределение мощности по цилиндрам обеспечивается одинаковыми порциями впрыскиваемого топлива (цикловой пода­ чей). Производительность блочных многоплунжерных насосов ди­ зелей небольшой мощности регулируют на стенде. Топливные на­ сосы судовых дизелей, как правило, проверяют непосредственно на дизеле.

Как уже говорилось, приблизительно равномерная подача топ­ лива по отдельным цилиндрам дизеля обеспечивается установкой нулевого положения топливного насоса.

Более надежна проверка — при сборе топлива через нагнета­ тельный штуцер насоса (или моментоскоп) в мерную мензурку за несколько ходов плунжера. Эту операцию осуществляют в сле­ дующем порядке. Рычаг управления насосом устанавливают на полную подачу («Полный ход»), отсоединяют от насоса нагнета­ тельную трубу. На нагнетательный штуцер устанавливают момен­ тоскоп и после удаления из насоса воздуха его прокачивают. Со-

127

■бирают в мензурку 10—15 полных подач топлива из каждого на­ соса (подачи должны производиться при максимально возможной скорости нажатия рычага для прокачивания насоса). После от­

дет подано топлива в цилиндр. При уменьшении зазора происхо­ дит обратное. Зазор изменяют регулированием длины толкателя 5 при помощи талрепного соединения.

Аналогичным способом регулируют производительность и в клапанных насосах с регулированием по концу подачи топлива

(см. рис. 51).

В топливных насосах с регулированием по началу п концу по­ дачи топлива изменение единичной подачи топлива достигают со­ ответствующим воздействием на выпускной или отсечной клапан или на оба сразу.

На крупных судовых дизелях производительность отдельных топливных насосов можно регулировать путем установки одина­ ковых полезных ходов плунжеров при установке топливной ру­ коятки поста управления на полную подачу, используя для этого специальное приспособление с линейным индикатором (см. рис. 60). При помощи индикатора можно установить полезные ходы плун­ жера с точностью до 0,05 мм, что обеспечит достаточно равномер­ ную подачу топлива в цилиндры дизеля.

Если в результате регулирования насоса в отдельных секциях пришлось значительно изменить подачу, то насос необходимо про­ верить на нулевую подачу.

128

§ 20. ПУСКОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Система пуска служит для раскручивания дизеля на частоту вращения, при которой обеспечивается самовоспламенение топли­ ва в его цилиндрах.

Пуск судовых главных и вспомогательных дизелей производят сжатым воздухом.

Пусковая система состоит из следующих основных элементов: баллонов сжатого воздуха; клапанов (золотников) управления; главного пускового (маневрового) клапана; воздухораспределите­ ля; пусковых клапанов на цилиндрах дизеля; блокирующего уст­ ройства и трубопроводов, соединяющих устройства системы.

Пусковые баллоны (воздухохранителн) предназначены для хра­ нения сжатого воздуха с давлением 25—30 кгс/см2, необходимого для пуска дизеля. Запас сжатого воздуха в баллонах должен обеспечить не менее 12 последовательных пусков для реверсивных дизелей и не менее 6 — для нереверсивных, без пополнения балло­ нов воздухом.

Число пусковых баллонов составляет обычно не менее двух для каждого главного и вспомогательного дизеля.

Клапаны (золотники) управления служат для открытия и за­ крытия главного пускового клапана с поста управления дизелем. По принципу работы они подразделяются на разгрузочные и на­ грузочные. Первые управляют работой главных пусковых клапа­ нов путем их разгрузки, вторые — путем нагрузки.

Главные пусковые (маневровые) клапаны сообщают воздухо­ распределители и пусковые клапаны на крышках цилиндров ди­ зеля с баллонами сжатого воздуха при переводе рукоятки управ­ ления в положение «Пуск» и разобщают пусковую магистраль при остановке дизеля или переводе его на работу на топливе. Главные пусковые клапаны автоматически согласовывают моменты подачи воздуха с положением механизма топливоподачи и реверса.

Конструктивно главные пусковые клапаны разделяются на два типа:

клапаны, которые открываются за счет их разгрузки от возду­

(дизели «Фиат», «Сторк»),

Конструкция главного пускового клапана главного дизеля «Бурмейстер и Вайн» показана на рис. 64, а. Он состоит из порш­ ня 5, нагруженного пружиной 4, самого клапана 1 и вспомогатель­ ного (разгрузочного) клапана 6. При открытии клапана 1 трубо­ провод от пусковых клапанов сообщается с рабочей воздушной магистралью; через вспомогательный клапан 6 происходит осво­ бождение рабочей магистрали от воздуха.

Рис. 64. Главный пусковой (маневровый), пусковой клапаны и воздухорас­ пределитель дизеля «Бурмейстер и Вайн».

После открытия главного разобщительного клапана воздух из баллона направляется в полость а главного пускового клапана и одновременно — к разгрузочному клапану поста управления, а за­ тем по трубопроводу 3 в крышке 2 в управляющий цилиндр (по­ лость б). Площадь поршня 5 больше площади тарелки клапана 1, поэтому воздух стремится открыть клапан 1, но ему противо­ действуют давление воздуха со стороны управляющего цилиндра (из полости б) и пружина 4. Поршень (а следовательно, и кла­ пан 1) удерживаются в закрытом состоянии.

При переводе топливопусковой рукоятки в положение «Пуск» разгрузочный клапан поста управления сообщит управляющий ци­ линдр (через трубу 3) с атмосферой. Цилиндр разгрузится, и клапан 1 откроется. Воздух из полости а поступит к пусковым клапанам дизеля. Клапан 6 во время пуска находится в закрытом положении.

После перевода топливопусковой рукоятки в положение «Ра­ бота» воздух от разгрузочного клапана поста управления посту­ пит в полость б главного пускового клапана и закроет его. Через

130

открывшийся клапан 6 пусковая магистраль разгружается в ат­ мосферу.

Конструкция главного пускового клапана дизеля «Бурмейстер и Вайн» предусматривает также ручное открытие клапана.

Пусковые клапаны, предназначенные для подачи воздуха в ци­ линдры дизеля при его раскручивании, выполняют обычно с пнев­ матическим управлением. Для открытия пускового клапана управ­ ляющий воздух подают в полость над поршнем клапана, для за­ крытия эту полость сообщают с атмосферой или ресивером проду­ вочного воздуха.

Основные детали пускового клапана, изображенного на рис. 64, б: корпус 10, поршень 11, шток 8 с тарелкой 7, пружина 16, втулка 9, крышка 12, уравновешивающий поршень 17, сальник 13, гайка 14 и масленки 15.

Пусковой клапан открывается после того, как сжатый воздух от воздухораспределителя заполнит управляющий цилиндр. В ре­ зультате давления воздуха на поршень И пусковой клапан откро­ ется и сообщит цилиндр дизеля с пусковым баллоном.

Воздухораспределители предназначены для открытия и закры­ тия пусковых клапанов на цилиндрах дизеля. В судовых дизелях применяют воздухораспределители в основном двух типов: золот­ никовые и дисковые.

Золотниковые воздухораспределители выполняют с числом зо­ лотников, равным числу цилиндров, и двумя кулачными шайба­ ми (переднего и заднего хода). Реверсирование таких воздухо­ распределителей осуществляют осевым смещением распредели­ тельного вала.

Золотниковые воздухораспределители выполняют также с од­ ной кулачной шайбой и двумя золотниками на каждом цилиндре. Реверсирование в таком случае производят изменением подачи управляющего воздуха к группам золотников переднего и задне­

го хода.

Встречаются и другие схемы воздухораспределителей.

Для пояснения принципа работы на рис. 64, в приведена кон­ струкция воздухораспределителя золотникового типа, применяю­ щегося в главных судовых дизелях фирмы «Бурмейстер и Вайн».

Золотник 22 воздухораспределителя в нерабочем состоянии прижат пружиной 20 в верхнее крайнее положение. При откры­ тии главного разобщительного клапана воздух из баллона запол­ нит полость а, находящуюся в корпусе 21, и прижмет (за счет разности площадей поясков 18 и 19) все золотники 22 к кулачной шайбе 23. В зависимости от ее положения полость а сообщается

соединит канал в с полостью б, сообщенной с атмосферой. Трубо­ провод, ведущий к пусковым клапанам, разгружается и клапаны закрываются.

§ 21. СИСТЕМЫ РЕВЕРСИРОВАНИЯ

Реверсивное устройство предназначено для изменения направ­ ления вращения коленчатого вала при маневрах судна. Реверсив­ ное устройство компануется вместе с пусковым. Время реверсиро­ вания по Правилам Регистра СССР не должно превышать 10—

15сек.

Процесс пуска и реверсирования вращения коленчатого вала

состоит из следующих последовательных операций: выключение подачи топлива и остановка вала дизеля;

подъем роликов клапанных толкателей и плунжеров топливных насосов;

замена устройств, управляющих распределением, на устройство обратного хода (сам реверс);

опускание роликов толкателей на кулачные шайбы другого на­ правления вращения коленчатого вала;

пуск дизеля воздухом и перевод его на топливо при новом на­ правлении вращения вала.

Схема реверсивного устройства определяется типом дизеля и

комплектом кулачных шайб (на передний и задний ход). Для пе­ ревода дизеля с переднего хода на задний (или наоборот) необ­ ходимо поднять ролики (рычагов клапанов, топливных насосов, воздухораспределителей) над кулачными шайбами, переместить распределительный вал в осевом направлении в положение зад­ него (или переднего) хода п опустить ролики на кулачные шайбы (четырехтактные реверсивные дизели, а также некоторые двух­ тактные— МАН и др.);

осевым перемещением распределительного вала воздухораспре­ делителя и поворота кулачков распределительного вала (двух­ тактные малооборотные дизели с контурно-поперечной системой продувки — «Фиат», «Зульцер» 5SAD-72);

поворотом барабана воздухораспределителя (при симметрич­ ном топливном кулачке). Операция реверсирования предусматри­

вает лишь изменение положения барабана воздухораспределителя

(дизели ДР-30/50, ДР-43/61);

поворотом распределительного вала (при симметричном про­ филе кулачной шайбы топливных насосов и воздухораспредели­ теля) (дизели «Зульцер» 6TD-56);

поворотом распределительного вала с двойным комплектом ку­ лачных шайб воздухораспределителя относительно коленчатого ва­

132

ла в направлении, обратном его вращению (главные дизели «Бурмейстер и Вайн»);

осевым перемещением распределительного вала топливных на­ сосов и поворотом заслонки в выпускном патрубке (дизели МАН

KZ 78/140А);

поворотом распределительного вала топливных насосов, кулач­ кового вала воздухораспределителя н заслонки в выпускном пат­ рубке (дизели «Зульцер», RD-76, RD-90).

Рис. 65. Реверсивно-пусковое устройство дизеля «Бурмейстер и Вайн»

Для предотвращения неправильных маневров обслуживающим персоналом (пуск при включенном валоповоротном устройстве, торможение дизеля воздухом при подаче топлива в цилиндры,

мейстер и Вайн».

Перед запуском дизеля открывают разобщительный клапан на баллоне пускового воздуха п запорный клапан 1 на посту управ­

ну 21, а от него по трубе 9 — к нагрузочному поршеньку главного

133

пускового клапана 2, прижимая его к седлу. В результате пуско­ вой воздух в цилиндры не поступает.

Чтобы запустить дизель, пусковую рукоятку 22 ставят в поло­ жение «Пуск». При этом шток клапана 21 с помощью системы ры­ чагов переместится и поступление воздуха через трубопровод 12 прекратится, а трубопровод 9 соединится с атмосферой. В резуль­ тате этого главный пусковой клапан 2 разгрузится и откроется, воздух по трубопроводу 3 поступит к пусковым клапанам 4 на ци­ линдрах дизеля, а по трубопроводам 5, 6 и 8 — к воздухораспреде­ лителю 13, который управляет пусковыми клапанами на дизеле.

После раскручивания коленчатого вала до определенной час­ тоты вращения пусковую рукоятку 22 из положения «Пуск» пере­ двигают в положение «Топливо» (или «Работа»), При этом кла­ пан 21 закроется, главный пушковой клапан перекроет воздушную магистраль, и подача воздуха в цилиндры дизеля прекратится.

Реверсирование вала дизеля «Бурмейстер и Вайи» осущест­ вляют следующим образом. Пусковую рукоятку ставят в положе­ ние «Стоп», а реверсивную рукоятку 23 передвигают в положение заданного хода («Назад»), Во время перестановки рукоятки 23 она посредством системы рычагов тягой 10 подведет соответст­ вующие (переднего или заднего хода) кулачные шайбы 7 под ро­ лики золотников воздухораспределителя 13, осуществляя. его ре­ верс.

Затем пусковую рукоятку 22 переводят в положение «Пуск». Воздух начнет поступать в цилиндры дизеля, остановит его, а затем заставит вращаться в обратном направлении. Одновремен­ но автоматически открывается клапан 11, давая доступ воздуху (по трубе 20) к тормозному устройству 17. Под давлением возду­ ха поршень тормозного устройства прижмет ролик к тормозному диску 18, замедляя этим вращение распределительного вала 14 и фиксируя его в нужном положении.

Как только коленчатый вал начнет вращаться в обратную сто­ рону, цепная шестерня 16 вместе с ведущей половиной кулачной муфты 19 провернется до встречи с другим выступом половины муфты, заклиненной на распределительном валу. На этом опера­ ция реверсирования кулачных шайб топливных насосов заканчи­ вается.

К концу реверса автоматически закрывается клапан И (с по­ мощью кольца 15 и системы рычагов) и прекращается поступле­ ние воздуха в тормозное устройство 17. Одновременно срабаты­ вает блокировочное устройство, позволяя передвинуть пусковую рукоятку в положение пусковой подачи топлива.

Основным достоинством рассмотренной системы реверса явля­ ется простота конструкции и быстрое осуществление маневра за счет воздушного торможения коленчатого вала. Использование для реверсирования энергии самого дизеля исключает необходи­ мость применения специального сервомотора для поворота рас­ пределительного вала.

і34

Пусковые и реверсивные устройства в процессе эксплуатации дизеля работают непродолжительное время (только при пуске и реверсе) и поэтому не подвержены существенному износу. Одна­ ко для обеспечения исправного состояния и предотвращения ава­ рий при маневрах судна они нуждаются в систематическом осмот­ ре, проверке и, если нужно, в ремонте.

Баллоны сжатого воздуха загрязняются маслом и отложения­ ми, их арматура подвержена коррозии и износу. Баллоны очи­ щают, перебирают их головки, протирая клапаны, не реже одного раза в год, а также перед внутренним осмотром баллонов инспек­ тором Регистра СССР. Внутренний осмотр баллонов делается

являются неплотности в главных и пусковых клапанах, а также зависание пусковых клапанов и золотников воздухораспредели­ телей.

Главные пусковые клапаны и пусковые клапаны на крышках цилиндров дизеля осматривают, очищают и при необходимости притирают в сроки, указанные в графике планово-предупредитель­ ных осмотров (примерно два раза в год). Главные пусковые кла­ паны периодически смазывают несколькими каплями масла, но не чаще одного раза в сутки. Слишком обильная подача масла в пусковые устройства нежелательна (во избежание взрывов). Что­ бы пусковые клапаны исправно работали и не заедали, их еже­ дневно проворачивают (при неработающем дизеле). После каж­ дого проворачивания штоки пусковых клапанов ставят в перво­ начальное положение, иначе клапан может потерять герметич­ ность.

Пусковые клапаны проверяют на герметичность в следующем порядке. Закрывают разобщительный клапан на трубопроводе по­ дачи сжатого воздуха к воздухораспределителю, открывают глав­ ный разобщительный клапан пускового воздуха (после баллона сжатого воздуха), открывают все индикаторные краны, ставят пусковую рукоятку управления в положение «Пуск», подают воз­ дух ко всем пусковым клапанам.

Неплотный пусковой клапан можно обнаружить по поступле­ нию воздуха через индикаторный кран соответствующего ци­ линдра.

Проверку легкости движения поршеньков, роликов воздухорас­ пределителей и их очистку осуществляют один раз в месяц. Рас­ пределители, имеющие заедание, притирают с маслом в корпусе; в дисковых воздухораспределителях притирают соответствующие поверхности диска и корпуса.

133

Перед реверсированием дизеля воздухораспределитель прове­ ряют вручную. При этом пружины должны быстро возвращать зо­ лотники, прижатые к кулачкам, в исходное положение.

После переборки реверсивно-пусковой системы проверяют мо­ менты открытия и закрытия пусковых клапанов. В случае механи­ ческого привода углы подачи пускового воздуха определяют так же, как фазы газораспределения (см. гл. III). Если пусковые кла­ паны автоматические с пневматическим управлением, подачу воз­ духа в цилиндры проверяют по воздухораспределителю. Методи­ ку проверки выбирают в зависимости от его конструкции.

Наиболее простой способ определе­ ния правильности сборки и работы воз­ духораспределителя заключается в проверке совпадения специальных ме­ ток, нанесенных на корпусе и на ци­ линдрической части золотника. Золот­ ник при этом нужно прижать рукой к кулачной шайбе в момент, когда ее цилиндрическая часть находится под хвостовиком толкателя золотника. При правильной сборке контрольные метки должны совпадать. Если они не совпа­ дают, то поднимают или опускают зо­ лотник способами, предусмотренными для данной конструкции воздухорас­ пределителя.

Принцип определения фаз открытия пусковых клапанов заклю­ чается в установлении моментов, когда золотник закрывает или открывает отверстия в корпусе воздухораспределителя, сообщаю­ щие пусковые клапана или с баллоном, или с атмосферой.

Проверку ведут в следующей последовательности. Замеряют величину s (рис. 66), равную расстоянию от торца корпуса 4 воз­ духораспределителя до верхней кромки отверстия, сообщающего­ ся с пусковыми клапанами. Реверсивную рукоятку устанавливают в положение «Вперед». Проворачивая коленчатый вал по ходу, кулачную шайбу 1 устанавливают относительно золотника 2 пер­ вого цилиндра дизеля в положение, соответствующее началу дви­ жения золотника вниз (рис. 66, а). Поворачивая коленчатый вал далее и периодически его останавливая, глубинометром замеряют расстояние Si от торца корпуса воздухораспределителя до торца золотника. При замере золотник прижимают рукой к поверхности кулачной шайбы.

Момент, когда Si— s, будет соответствовать началу открытия отверстия 3 (рис. 66, б) воздухораспределителя для подачи возду­ ха в пусковой клапан и его открытию. Мотыль первого цилиндра не дойдет до в. м. т. на величину, равную углу опережения пода­ чи пускового воздуха в цилиндр.

По такому же принципу находят и момент, соответствующий закрытию пускового клапана. Переставив реверсивную рукоятку

136